Edelstahl ist praktisch rostfrei, da seine chemische Zusammensetzung eine Schutzschicht auf seiner Oberfläche bildet und so den Kontakt des Eisens mit Sauerstoff verhindert.
Stahl rostet normalerweise, wenn Eisen mit Sauerstoff reagiert und Eisenoxid bildet. Dieses kann das Eisen korrodieren und das Material dadurch weniger sicher und unansehnlich machen. Die chemische Zusammensetzung von Edelstahl verhindert, dass Sauerstoff aus der Luft und der Umgebung mit dem Eisen im Stahl in Kontakt kommt, und trägt so dazu bei, schädliche Oxidationsreaktionen zu verhindern.
Edelstahl enthält typischerweise etwa 62–75 % Eisen, 1 % Kohlenstoff, mehr als 10,5 % Chrom und einige Prozent Nickel. Dadurch ist das Material haltbarer und leichter zu verarbeiten. Stahl hingegen ist in der Regel eine Legierung aus 99 % Eisen und etwa 0,2–1 % Kohlenstoff.
Laut dem Materialwissenschaftler Tim Collins, Generalsekretär von Worldstainless, einer belgischen Non-Profit-Organisation, die mit der World Steel Association zusammenarbeitet, spielt Chrom eine Schlüsselrolle bei der Rostbeständigkeit von Edelstahl.
Chrom reagiert mit Sauerstoff in der Umgebung, sowohl in der Luft als auch unter Wasser, und bildet eine passive Schicht aus Chromoxid (Cr2O3) auf der Metalloberfläche. Dadurch wird verhindert, dass Sauerstoff mit dem Eisen im Stahl in Kontakt kommt und Rost entsteht.
Die Chromoxidschicht auf Edelstahl ist nur wenige Nanometer dick, unsichtbar und kann sich bei Beschädigung selbst heilen. Sie ist inert, reagiert nicht chemisch mit anderen Verbindungen und laugt nicht aus. Dank dieser Eigenschaften eignet sich Edelstahl hervorragend für die Lebensmittelproduktion, die Chirurgie und viele andere Anwendungen.
Edelstahl wurde 1912 vom britischen Metallurgen Harry Brearle entwickelt, als er Stahllegierungen zur Korrosionsvermeidung in Gewehrläufen erforschte. Brearle stellte eine Legierung aus Eisen, Kohlenstoff, Chrom und Nickel her, warf sie jedoch hinter sein Haus, da sie für Gewehrläufe ungeeignet war. Nach einigen Wochen stellte er fest, dass die Legierung in seinem Garten nicht rostete. Er verwendete sie zur Entwicklung des Materials und brachte das Produkt 1915 auf den Markt.
Die Herstellung von Edelstahl ist komplex und erfordert spezielle Metallkomponenten in der Legierung (z. B. Molybdän für Unterwasseranwendungen). Daher sind die Produktionskosten drei- bis fünfmal höher als bei herkömmlichem Stahl. Daher wird heute für die meisten Anwendungen, die Stahl erfordern, herkömmlicher Stahl oder Kohlenstoffstahl verwendet.
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